Engrenagem

Engrenagens num equipamento de fazenda.

Engrenagens são elementos mecânicos compostos derodas dentadas que se ligam a eixos, aos quais imprimemrotação e torque, transmitindo assim potência.

1 Considerações iniciais

Animação de uma engrenagem simples.

As engrenagens operam aos pares, os dentes de uma en-caixando nos espaços entre os dentes de outra. Se os den-tes de um par de engrenagens se dispõem em círculo, arazão entre as velocidades angulares e os torques do eixoserá constante. Se o arranjo dos dentes não for circular,variará a razão de velocidade. A maioria das engrenagensé de forma circular.Para transmitir movimento uniforme e contínuo, as su-perfícies de contato da engrenagem devem ser cuidadosa-mente moldadas, de acordo com um perfil específico. Sea roda menor do par (o pinhão) está no eixo motor, o tremde engrenagem atua de maneira a reduzir a velocidade eaumentar o torque; se a roda maior está no eixo motor,o trem atua como um acelerador da velocidade e redutordo torque.

2 Tipos de engrenagens

As engrenagens não só apresentam tamanhos variados,mas também se diferenciam em formato e tipo de trans-missão de movimento. Dessa forma, podemos classificaras engrenagens empregadas normalmente dentro dos se-guintes tipos:

2.1 Cônicas

Engrenagens cônicas.

É empregada quando as árvores se cruzam; o ângulode intersecção é geralmente 90°, podendo ser menor oumaior. Os dentes das rodas cônicas tem formato tam-bém cônico, o que dificulta a sua fabricação, diminui aprecisão e requer uma montagem precisa para o funcio-namento adequado. A engrenagem cônica é usada para

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2 2 TIPOS DE ENGRENAGENS

mudar a rotação e a direção da força, em baixas veloci-dades.

2.2 Retas

Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relaçãoao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de maisbaixo custo. É usada em transmissão que requer mudançade posição das engrenagem em serviço, pois é fácil de en-gatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotaçãodo que na de alta rotação, por causa do ruído que produz.

2.3 Hipóides

As engrenagens hipóides são uma variedade de engrena-gens que, ao contrário das cónicas, os seus eixos não secruzam. São empregadas para transmitir movimento ecargas elevadas entre eixos que não se cruzam. Podemser de diversos tipos de dentados espirais.

2.4 Helicoidais

Engrenagens helicoidais.

Os dentes são dispostos transversalmente em forma dehélice em relação ao eixo. É usada em transmissão fixade rotações elevadas, por ser silenciosa devido a seus den-tes estarem em componente axial de força que deve sercompensada por mancal ou rolamento. Serve para trans-missão de eixos paralelos entre si e também para eixosque formam um ângulo qualquer entre si (normalmente60 ou 90°).

2.5 Cremalheira

É uma barra de dentes destinada a engrenagens. Assimpode se transformar um movimento de rotação em mo-vimento retilíneo ou vice-versa.

Engrenagem Cremalheira.

2.6 Parafuso sem fim

Engrenagens de parafuso sem fim.

Engrenagens sem-fim são usadas quando grandes redu-ções de transmissão são necessárias. Esse tipo de engre-nagem costuma ter reduções de 1:20, chegando até a nú-meros maiores do que 1:300. Muitas engrenagens sem-fim têm uma propriedade interessante que nenhuma outraengrenagem tem: o eixo gira a engrenagem facilmente,mas a engrenagem não consegue girar o eixo. Isso se deveao fato de que o ângulo do eixo é tão pequeno que quandoa engrenagem tenta girá-lo, o atrito entre a engrenageme o eixo não deixa que ele saia do lugar. Essa caracterís-tica é útil para máquinas como transportadores, nos quais

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a função de travamento pode agir como um freio para aesteira quando o motor não estiver funcionando.

3 Cálculo

A razão entre o número de dentes nas rodas é diretamenteproporcional à razão de torque e inversamente proporci-onal à razão das velocidades de rotação. Por exemplo, sea coroa (a roda maior) tem o dobro de dentes do pinhão,o torque da engrenagem é duas vezes maior que o do pi-nhão, ao passo que a velocidade deste é duas vezes maiorque a da coroa.

Em um par de engrenagens no qual:z1= número de dentes da engrenagem 1z2= número de dentes da engrenagem 2n1= número de rotações por minuto da engre-nagem 1 (rpm)n2= número de rotações por minuto da engre-nagem 2 (rpm)

Temos a seguinte equação:n2

n1= z1

z2

Comparamos um caminhão e um carro de Fórmula 1.Digamos que os dois possuam a mesma potência. Avelocidade angular do eixo do motor do carro de Fórmula1 é muito maior, mas o torque é muito baixo. No entantoa velocidade angular do eixo do motor de um caminhão émuito baixa, mas seu torque é muito alto, podendo entãodeslocar um maior peso, mas desempenhar uma menorvelocidade.

4 Ligações externas• Kinematic Models for Design Digital Library(KMODDL) (em inglês)Filmes e fotos de centenas modelos mecânicos emfuncionamento, da Cornell University. Inclui aindauma biblioteca eletrónica com livros de projectomecânico .

• Animações de Mecanismos (em inglês)

4 5 FONTES, CONTRIBUIDORES E LICENÇAS DE TEXTO E IMAGEM

5 Fontes, contribuidores e licenças de texto e imagem

5.1 Texto• Engrenagem Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Engrenagem?oldid=43856112 Contribuidores: Manuel Anastácio, NH~ptwiki, Juntas,LeonardoRob0t, Nishimura~ptwiki, Jic, Dvulture, RubensL, RobotQuistnix, Cralize, Epinheiro, Leandromartinez, Giro720, Carlos Luis MC da Cruz, OS2Warp, 555, Lijealso, Fasouzafreitas, YurikBot, Jorge.roberto, Mosca, LijeBot, Zumg, Luiz Jr, FSogumo, Thijs!bot, Rei-bot,Peter Horn, Belanidia, Daimore, JAnDbot, Thiago R Ramos, Pilha, Bisbis, Py4nf, TXiKiBoT, SieBot, Joaopinho, BotMultichill, MárioHenrique, Kaktus Kid, Nelsonpp, PipepBot, Heiligenfeld, RafaAzevedo, Alexbot, SilvonenBot, Vitor Mazuco, Poco a poco, Luckas-bot,JCarvalhoBot, Nallimbot, Eamaral, Rudak~ptwiki, Salebot, ArthurBot, Vitorvicentevalente, Xqbot, Luiant, Onjacktallcuca, RibotBOT,Sofiabalisa, Jpc4031, Léo Cebin, Ts42, RedBot, MastiBot, Dinamik-bot, HVL, Viniciusmc, EmausBot, JackieBot, Stuckkey, Antero deQuintal, J. A. S. Ferreira, Kascyo, DARIO SEVERI, Zoldyick, Addbot, Tiuzao, Jackgba, Jordeň, RodrigoAndradet e Anónimo: 115

5.2 Imagens• Ficheiro:Engranaje_cónico,_Nymphenburg,_Múnich,_Alemania2.JPG Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/Engranaje_c%C3%B3nico%2C_Nymphenburg%2C_M%C3%BAnich%2C_Alemania2.JPG Licença: CC BY-SA 3.0 Contribuido-res: Obra do próprio Artista original: Diego Delso

• Ficheiro:Gears_animation.gif Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/Gears_animation.gif Licença: Public do-main Contribuidores: ? Artista original: ?

• Ficheiro:Gears_large.jpgFonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Gears_large.jpgLicença: CC-BY-SA-3.0Con-tribuidores: Transferred from en.wikipedia.org [1]. Artista original: Jared C. Benedict (user Redjar)

• Ficheiro:Helical_Gears.jpg Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Helical_Gears.jpg Licença: Public domainContribuidores: Transferido de en.wikipedia para o Commons. Artista original: Arthur Clarke em Wikipédia em inglês

• Ficheiro:Magnifying_glass_01.svg Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Magnifying_glass_01.svg Licença:CC0 Contribuidores: ? Artista original: ?

• Ficheiro:Nuvola_apps_kcmsystem.png Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Nuvola_apps_kcmsystem.pngLicença: LGPL Contribuidores: http://icon-king.com Artista original: David Vignoni / ICON KING

• Ficheiro:Question_book.svg Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Question_book.svg Licença: CC-BY-SA-3.0 Contribuidores: ? Artista original: ?

• Ficheiro:Rack_and_pinion_animation.gif Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/68/Rack_and_pinion_animation.gif Licença: Public domain Contribuidores: ? Artista original: ?

• Ficheiro:Worm_Gear_and_Pinion.jpg Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/75/Worm_Gear_and_Pinion.jpgLicença: Public domain Contribuidores: Transferido de en.wikipedia para o Commons. Artista original: Arthur Clarke em Wikipédiaem inglês

5.3 Licença• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0